گروهی از محققان ایرانی موفق به طراحی و ساخت جداکننده‌ نانویی برای باتری‌های لیتیوم یونی شده‌اند که ایمنی و طول عمر این باتری‌ها را افزایش می‌دهد.

به گزارش جهان نیوز، باتری‌های لیتیوم یون که در گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ استفاده می‌شود شامل چهار بخش اصلی کاتد، آند، الکترولیت و جداکننده (سپراتور یا غشا) است. هر کدام از این اجزا نقش خاصی را ایفا می‌کنند، برای مثال جداکننده غشایی است که اجازه عبور یون لیتیوم میان آند و کاتدرا می‌دهد و مانع از اتصال این دو الکترود به یکدیگر می‌شود.

مشکل باتری‌های لیتیوم یونی کجاست؟
در باتری‌های لیتیوم یون حرکت یون لیتیوم از آند به کاتد و بالعکس منجر به شارژ و دی‌شارژ شدن می‌شود. جداکننده باتری‌های فعلی از جنس پلی‌الفین‌هایی چون پلی‌اتیلن است که برای باتری‌های قدیمی‌تر طراحی شده بود. درواقع جداکننده‌ای برای باتری‌های لیتیوم یون طراحی نشده و از همان جداکننده قدیمی در این باتری‌ها نیز استفاده می‌شود. این امر باعث بروز مشکلاتی چون پایداری حرارتی پایین و ایمنی کم شده است.

پلی‌اتیلن در دمای بالای ۱۰۰ درجه شروع به کوچک شدن می‌کند و در دمای ۱۲۰ درجه به طور کامل ذوب می‌شود.برخی از شرکت‌های تولیدکننده برای رفع این مشکلات لایه سرامیکی روی جداکننده باتری‌های لیتیوم یون نشانده‌اند که منجر به افزایش ایمنی و  پایداری حرارتی آن شود. با این حال معضلات باتری‌های لیتیوم یونی هنوز به طور کامل رفع نشده است.


طراحی جداکننده مخصوص برای باتری‌های لیتیوم یونی
حال یک گروه تحقیقاتی ایرانی با استفاده از الیاف نانویی جداکننده جدیدی برای باتری‌های لیتیوم یونی طراحی کرده‌اند که پایداری حرارتی آن تا دمای ۱۸۰ درجه است. بدین‌ترتیب این باتری تا دمای ۱۸۰ درجه نه‌تنها کوچک، چروک و جمع نمی‌شود بلکه مانع از اتصال دو الکترود می‌شود. این امر ایمنی و پایداری باتری‌های لیتیوم یون را به طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

به گفته امید جوادی، یکی از محققان این پژوهش؛  این جداکننده به طور ویژه برای باتری‌های لیتیوم یون و براساس الزامات مورد نیاز یک سپراتور طراحی شده و علاوه‌بر این پارامترهای دیگری چون کنترل تخلخل نیز در آن در نظر گرفته شده است.  تخلخل ۴۰ درصد برای جداکننده باتری‌های لیتیوم یون از جمله عوامل مهم در نفوذپذیری به شمار می‌رود. هرچه تخلخل بالا باشد، نفوذپذیری و جذب الکترولیت افزایش می‌یابد. میزان تخلخل این جداکننده بیش از ۶۰ درصد است و توانایی هدایت یونی آن بالایی دارد.